(57)【要約】【課題】  本発明は、映像信号の微分信号に同期して作用するＶＭコイルの作用を極大化する陰極線管を提供する。【解決手段】  本発明は、蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する陰極３と、スクリーン側のアノード電極９と、カソード側のフォーカス電極８とが含まれる電子銃、及び陰極線管のネック部上に装着されて回路の映像信号と同期して作用するＶＭ１８コイルが含まれる陰極線管において、固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極８が連続的に配置された３個以上の電極の組からなり、前記フォーカス電極の長さの合計を‘Ｌ’とし、各フォーカス電極間の間隔を’ｇ１’及び’ｇ２’とする時、４ｍｍ＜Ｌ＜３０ｍｍ、０．６ｍｍ＜ｇ１＜１．２ｍｍ、及び０．６ｍｍ＜ｇ２＜１．２ｍｍである。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する陰極、スクリーン側のアノード電極とカソード側のフォーカス電極とが含まれる電子銃、及び前記フォーカス電極の位置が磁界の中心になって陰極線管のネック部上に装着されて回路の映像信号と同期して作用するＶＭ(Velocity Modulation)コイルを備える陰極線管において；
前記電子銃は、固定フォーカス電圧を印加される３個のフォーカス電極を備え、
固定フォーカス電圧を印加される前記フォーカス電極の長さの合計が’Ｌ’で、固定フォーカス電圧を印加される各フォーカス電極間の間隔が’ｇ１’及び’ｇ２’である時、４ｍｍ＜Ｌ＜３０ｍｍ、０．６ｍｍ＜ｇ１＜１．２ｍｍ、及び０．６ｍｍ＜ｇ２＜１．２ｍｍである陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は陰極線管に関し、より詳しくは電子ビームのフォーカスに影響を及ぼすスポット径を縮小するために電極の構成及び形状を改善させたカラー陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来の陰極線管の概略構成図である。
図１を参照すれば、陰極線管用インライン型電子銃には多数の電極が形成される。前記電極は陰極３で発生した電子ビームが一定の強さで制御されてスクリーン１７に到達させるために、電子ビーム１３の通過経路に対して垂直になるように互いに一定の間隔をおいて位置している。
【０００３】
詳しくは、互いに独立している３個の陰極３、前記陰極から一定距離をおいて配置された３個の陰極３の共通格子である第１電極４、第1電極から一定間隔をおいて配置された第２電極５、第３電極６、第４電極７、第５電極８及び第６電極９の順で構成される。
【０００４】
そして、第６電極９の上部には電子銃とチューブを電気的に連結しながら電子銃をチューブのネック部上に固定させる役割を果たすＢ.Ｓ.Ｃ１１が付着されたシールドカップ１０の順に構成されたインライン型電子銃を示す。
【０００５】
電子銃の動作を説明すれば、前記電子銃は陰極３に内蔵されたヒーター２のステムピン１から電子が放出され、前記電子は制御電極の第１電極４により電子ビーム１３が制御され、加速電極の第２電極５により電子ビーム１３が加速され、第２電極５、第３電極６、第４電極７及び第５電極８の間に形成される先端の集束レンズにより電子ビームが一部集束及び加速される。
【０００６】
また、偏向ヨークによって発生する非点収差を補償するための４極子レンズを形成するために、主レンズを形成する電極の一部で、フォーカス電極と呼ばれ、偏向信号に同期して可変電圧が印加される第６電極９と、アノード電極と呼ばれる第７電極１０とにより、電子ビームは主な集束及び加速を行うことになり、蛍光面１６の内側に形成されたシャドウマスク１５を通過して蛍光面１６に衝突されて発光する。
【０００７】
そして、電子銃の外部に電子銃から放出された電子ビーム１３をスクリーン１７の全体面に偏向させる偏向ヨーク１２が位置して画面を具現させる。
【０００８】
そして、従来の電子銃付きの陰極線管のネック部には回路の映像信号と同期して作用するＶＭ(Velocity modulation；以下、コイルという)１８が装着されている。前記コイルは本発明の主観点であるスポット径の縮小のために適用されている。
【０００９】
従来、電子銃の設計特性中の画面上のスポット径に影響を及ぼす要素として、レンズ倍率、空間電荷反撥力及び主レンズの球面収差特性がある。
【００１０】
上記の特性等の動作をより詳しく説明する。
前記レンズ倍率によるスポット径(Ｄx)への影響は、基本的な電圧条件と焦点距離及び電子銃の長さなどが確定されている状況なので、電子銃で設計要素として活用できる部分が少なくその効果も微小である。
【００１１】
前記空間電荷反撥力による影響は電子ビーム内の電子間の互いの反撥及び衝突によるスポット径の拡大現象であり、空間電荷反撥力によるスポット径(Ｄst)の拡大を低減するには、電子ビームの進行角度(以下、発散角という;α)が大きくなるように設計するのが有利である。
【００１２】
前記主レンズの球面収差特性による影響はレンズの近軸を通過した電子と遠軸を通過した電子との間の焦点距離差によるスポット径(Ｄic)の拡大現像であり、前記空間電荷反撥力とは反対に電子ビームの主レンズに入射する発散角が小さいほど画面上でより小さなスポット径を具現できる。
【００１３】
上記で説明のように、画面上のスポット径(Ｄt)は一般的に３種類の要素の合算で表現される。
【００１４】
特に、空間電荷反撥力を低減しながら球面収差を低減する方法として、主レンズ径を拡大することが最善である。
【００１５】
主レンズ径を拡大することで、発散角の大きい電子ビームが入射されても球面収差によるスポットの拡大を低減でき、主レンズ部を通過後の空間電荷反撥力も低減できるので、画面上における小さなスポット具現が可能になる。
【００１６】
図２は上記の内容を示す実験結果として、主レンズ径によるスポット径の変化を示す。
【００１７】
図２に示すグラフから分かるように、主レンズ径が大きいほど主レンズ球面収差によるスポット径の拡大が小さくなるため、画面上におけるスポット径を縮小できる。
【００１８】
そして、一般的に高電圧が印加される第５電極と偏向信号に同期して可変電圧が印加される第６電極とを通称してフォーカス電極といい、フォーカス電極の長さは電子銃の電圧比(％:フォーカス/高圧)を決定づける重要な要素である。前記第６電極を含ませることにより偏向ヨークの非点数回を補償することがあるが、相対的に高解像度と画面周辺部の鮮明度を向上させる必要性が少ない場合には第６電極を適用しないこともある。
【００１９】
主レンズ部の拡大方法として、主レンズ形成電極のホール直径を機構的に拡大する方法と、レンズ補正作用をする静電場制御電極体の深さを深くする方法などが提示された。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、機構的に電極のホール直径を拡大するのは、φ２９.１ｍｍというネック径の制限要素のためほぼ不可能なので、フォーカス品質の向上にも困難点がある。
【００２１】
したがって、画面上におけるスポット径の低減及び解像度の向上のために、シャーシー(Chassis)に設置される陰極線管を駆動する回路を適切に操作し、画面に電子ビームを走査させる映像信号の微分信号を電子銃付きの陰極線管のネック部に設置されたコイルに同期させて印加する。これにより、電子ビームが偏向ヨークの偏向磁界により均一に偏向される速度で変調することで、画面における解像度及び鮮明度を向上させることができる。
【００２２】
図３はＶＭコイルの作動原理を簡略に示している。
こうした回路的な解像度の向上方法を極大化させるには、従来の固定フォーカス電圧が印加される電極の全長が十分に短く、前記コイルの映像信号に同期されて印加される電流による速度変調磁界が效果的に侵入するように充分な間隔が形成されなければならない問題点がある。
【００２３】
上記のようにコイルの効果を極大化させるのに従来の電子銃の構造は不適当である。
【００２４】
通常、コイルにより発生する磁界の中心は前記固定されて相対的に高電圧が印加される第５電極の付近に位置するが、設計上必要な電圧比を合せるために電極の長さを長くするのが一般的である。
【００２５】
電極の長さを長くするのは、小さな部品を連続設置する場合と比べれば、費用節減及び生産工程の単純化という利点がある。
【００２６】
しかし、このような単純化した長い電極による電子銃の構造は、コイルの磁界による速度変調効果を弱化させて解像度の向上を阻害する要素として作用する。
【００２７】
本発明の目的は従来の問題点を解決するためのもので、固定フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極を連続配置した２個以上の電極で構成し、前記固定フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極間に適切な間隔を維持させることで、映像信号の微分信号に同期して作用するＶＭコイルの作用を極大化する電子銃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明によるカラー陰極線管用電子銃は蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する陰極と、スクリーン側のアノード電極と、カソード側のフォーカス電極とが含まれる電子銃、及び前記フォーカス電極の位置が磁界の中心になって陰極線管のネック部上に装着されて回路の映像信号と同期して作用するＶＭコイルが含まれる陰極線管において、固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極が連続的に配置された２個以上の電極の組からなり、前記フォーカス電極の長さの合計を‘Ｌ’とし、前記電極間の間隔の合計を‘ｇ’とすれば、(ｇ×１００)/Ｌ=５〜３０(％）を満たしていることを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、画面スポット径の水平方向への大きさを１５〜３０％縮小して画面の解像度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
上記の条件で試料を製作し評価した結果、画面におけるスポットの大きさは従来の電子銃に対応して水平方向で約１５〜３０％の縮小効果を持つ。
【００３１】
本発明による電子銃の構造が適用されることで、フォーカスに大きい影響を及ぼすスポット径の縮小のために、固定フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極の全体長さをそのまま維持しながら２個以上の電極に分割して同じ電圧を印加し、各電極間の間隔を０.６〜１.２ｍｍ形成することで、画面スポット径の水平方向への大きさを１５〜３０％縮小できる。
【００３２】
また、少ない費用と短期間に適用可能なので、フォーカスの品質を早期に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明によるカラー陰極線管用電子銃を、添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、ＶＭコイルの回路的な解像度向上方法を極大化させるために、ＶＭコイルにより発生する磁界の中心が位置する固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極の長さを高い電圧比を合せるために長くする必要がある。また、前記ＶＭコイルの映像信号に同期されて印加される電流による速度変調磁界が效果的に侵入するように充分な電極の間隔を形成させるべきである。
【００３４】
したがって、本発明の電子銃主レンズ構造は、図１のように従来の電子銃構造と類似している３個の電子ビームに共通の開口部を持つ電極と、３個の電子ビーム通過ホールを持つ板状の静電場制御電極体と、ギャップ状の電極とが積層されて構成され、前記電極らは熔接工程などを通じて電気的に連結しているので、高圧と偏向信号に同期された可変電圧が印加される。
【００３５】
そして、従来にスクリーン側のアノード電極とカソード側のフォーカス電極で構成されたメーン電極のうち、前記フォーカス電極は可変フォーカス電圧を印加する電極と固定フォーカス電極を印加する電極とに分類される。
【００３６】
そのうちで、固定フォーカス電圧を印加する固定フォーカス電極が２個以上に分けて配置されている。
【００３７】
図４の（ａ）と（ｂ）は従来電子銃の構造図で、図４の（ｃ）は本発明による電子銃の構造図であって、固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極２８が連続配置された電子銃構造である。
【００３８】
そして、図４の（ｄ）は本発明による電子銃の構造図であって、可変フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極３１と、固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極２８とが連続配置されている電子銃の構造を示している。
【００３９】
図４の（ｃ）は映像信号が印加される陰極２３と、陰極から放出された電子が集まり画面方向に進行するように引き付ける第２電極２５と、電子ビームが陰極に印加される一定以上の映像信号に該当する電圧が印加されない場合に電子の放出を止める第１電極２４とが配置されており、相対的に高電圧を印加する第３電極２６と、相対的に低電圧を印加する第４電極２７と、相対的に高い固定電圧を印加するフォーカス電極２８ａ、２８ｂ、２８ｃとがある。
【００４０】
そして、高圧が印加される第９電極２９によって画面に電子ビームを走査するように主レンズを形成させて陰極線管の画面を形成する。
【００４１】
図４の（ｄ）は図４の（ｃ）と同様な構造であり、偏向ヨークの偏向信号に同期されて可変されるフォーカス電圧を印加し、偏向ヨーク磁界によって発生する非点数差を補償するように４極子レンズを形成する第８電極３１がさらに配置されている。
【００４２】
前記第８電極３１と高圧の印加される第９電極２９とにより、画面に電子ビームを走査するように主レンズを形成させて陰極線管の画面を形成する。
【００４３】
図６は本発明による固定フォーカス電圧を印加するフォーカス電極を持つ電子銃の構造である。
【００４４】
メーン電極はアノード電極２９とフォーカス電極２８で構成されており、前記フォーカス電極２８は可変フォーカス電圧を印加する電極３１と固定フォーカス電圧を印加する電極２８で構成される。
【００４５】
そのうちで、固定フォーカス電圧を印加するフォーカス電極２８を図４ｃ及び図４ｄのフォーカス電極２８ａ、２８ｂ、２８ｃと共に連続２個以上配置し、連続配置したフォーカス電極２８の長さの合計Ｌは４ｍｍ以上３０ｍｍ以下の値を持つ。
【００４６】
このとき、前記連続配置したフォーカス電極２８間の間隔ｇ１、ｇ２の合計をｇとすれば、次式の(ｇ×１００)/Ｌ=５〜３０(％)を満たしているようにする。
【００４７】
上記式を満たしている固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極２８に対する実験結果が図５のグラフに示している。
【００４８】
図５は固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極と映像信号の微分信号に同期して作用するコイルにより画面のスポット径の変化を示す。
【００４９】
図５の（ａ）は電子銃電極、特にコイルの作用磁界の中心に位置した固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極の間隔の数、すなわち図４の第５電極２８ａ、第６電極２８ｂ及び第７電極２８ｃのように間隔を形成させる数字と、コイルの速度変調磁界による画面スポットの縮小量とを示すグラフであって、その間隔の数が増えるほど効果は増大することが分かる。
【００５０】
図５の（ｂ）はフォーカス電極２８間の間隔の長さとコイルの速度変調磁界による画面スポットの縮小量とを表示したもので、約０.６〜１.２ｍｍの間隔を持つ時コイルの効果が極大化することが分かる。
【００５１】
また、図５の（ｃ）は電子銃の全長とコイルの速度変調磁界の関係をグラフで示したもので、陰極線管に挿入された電子銃に比例する区間があることが分かる。
【００５２】
したがって、前記のような図５のデータを分析してみれば、フォーカス電極２８間の間隔の数は１個以上なべきであり、フォーカス電極２８間の間隔の広さは０.６〜１.２ｍｍ水準が最も効果的であり、電子銃の全長は長いほど有利であるが、一定水準を越えればその効果が大きくない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一般的な陰極線管の概略図である。
【図２】主レンズ径によるスポット径の変化を示すグラプである。
【図３】ＶＭコイルの作動原理を示す図である。
【図４】従来の電子銃の構造と本発明による電子銃の構造とを比較して説明する図である。
【図５】固定フォーカス電圧を印加されるフォーカス電極と映像信号の微分信号に同期して作用するコイルにより画面のスポット径の変化を説明する図である。
【図６】本発明による電子銃の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    ステムピン
２    ヒーター
３、２３    陰極
４、２４    第１電極
５、２５    第２電極
６、２６    第３電極
７、２７    第４電極８
８    第５電極
９、２９    第６電極
１０    シールドカップ
１１    Ｂ.Ｓ.Ｃ
１２    偏向ヨーク
１３    電子ビーム
１５    シャドウマスク
１６    蛍光面
１７    スクリーン
２８    フォーカス電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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